污水厂课程设计.doc
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目录
1设计任务 2
2设计说明书 2
2.1主要内容 2
2.2原始资料 2
2.3设计流量 3
2.3.1生活污水设计流量：
3
2.3.2平均流量：
3
2.3.3最大设计流量：
4
2.4处理程度计算 4
2.4.1SS的去除率:
4
2.4.2BOD5的去除率：
4
2.5设计方案选择 6
2.5.1污水处理工艺的选择 6
2.5.2构筑物说明 8
2.5.3处理构筑物选择 10
2.5.3.1粗格栅 10
2.5.3.2污水提升泵房设计计算 12
2.5.3.3泵后细格栅设计计算 14
2.5.3.4平流式沉砂池 16
2.5.3.5平流式初沉池 18
2.5.3.6曝气池 20
2.5.3.7二沉池 27
2.5.3.8消毒池 29
2.5.3.9浓缩池 30
2.5.3.10消化池 31
2.5.3.11脱水设备 32
3附属构筑物及建筑物尺寸一览表 33
4参考文献 34
5致谢 35
1设计任务
（1）设计题目
某城市污水处理厂工艺系统方案设计
（2）设计目的
课程设计是高等工科学校给水排水工程专业本科学生培养计划中一个重要的实践性教学环节，学生在学完《水质工程学》课程内容后必须进行两个课程设计，其中一个就是“城市污水处理厂工艺设计”。
通过课程设计，培养学生综合运用《水质工程学》基本理论和专业知识的能力，培养学生进行城市污水处理工艺系统选择和单元构筑物设计计算的工程实践技能，培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的初步能力。
通过本课程设计训练学生初步具备阅读中英文文献能力、技术和方案比较能力、理论分析与设计计算能力、应用计算机能力和工程制图及编写说明书的能力。
（3）主要任务
完成设计任务说明书：
1份（总篇幅1万字以上）。
内容包括：
①中英文摘要、②目录、③原始资料、④系统选择、⑤单元形式选择比较、⑥设计计算（计算草图、公式、参数、方法）、⑦设备选型、⑧参考资料、致谢等。
完成图纸：
处理系统高程布置图1张（A1），污水处理厂平面布置图1张（A1），单体构筑物平、立、剖图纸一张（A1）。
2设计说明书
2.1主要内容
完成“某城市污水处理厂工艺系统方案设计”
2.2原始资料
（1）设计人口：
近期设计人口为：
（10+班次）×10000人+学号×3000人，排水量标准180L/人.天；远期发展人口（10+班次）×10000人+学号×4000人，排水量标准200L/人.天。
近期人口：
（人）
远期人口：
（人）
（2）工业废水：
该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后，已经达到城市污水管道的纳污能力；近期排水量0.15m³/s，远期排水量0.2m³/s。
（3）污水性质：
COD=400mg/L，BOD5/COD=0.5，SS=180mg/L，夏季水温25℃，冬季水温15℃，常年平均水温20℃。
（4）纳污河流：
位于城市西侧自北向南，流量保证率为95%，流量Q平=8m3/s，平均水深H平=2m，平均流速V平=0.2m/s，平均水温T=15℃，溶解氧DO=8mg/L，BOD5=2.8mg/L，SS=1.0mg/L，河流允许增加悬浮物浓度1.5mg/L，20年一遇洪水水位标高412.5m，常水位标高410.3m，城市排污口下游20km处有取水水源点。
（5）根据城市总体规划，污水厂拟建于该城市下游河岸边，地势较为平坦，拟建场地处的地面标高416.3m。
（6）该城市污水管网主干管终点（污水厂进水口）的管内底标高411.00m，D=1000m，i=0.005，v=1.1-1,15m/s，h/D=0.50-0.56。
（7）气象条件：
主导风向东南。
平均气温13.5℃，冬季最低气温-10℃，最大冰冻深度0.65m，夏季最高气温38℃，年平均降雨量1015mm，蒸发量1354mm。
（8）排放标准要求：
出水水质COD≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L；对污泥进行稳定化处理、脱水后泥饼外运卫生填埋。
处理后的污水纳入河流。
2.3设计流量
2.3.1生活污水设计流量：
近期人口：
135000人，排水量标准180L/人.天；
远期人口：
140000人，排水量标准200L/人.天。
近期排水量：
远期排水量：
2.3.2平均流量：
平均流量=生活污水流量+工业废水流量
近期：
远期：
2.3.3最大设计流量：
最大设计流量=平均流量×总变化系数Kz
近期：
远期:
近期最大设计流量：
远期最大设计流量：
2.4处理程度计算
2.4.1SS的去除率:
（1）计算污水总出口处SS的允许浓度：
式中
p——污水排入水体与河水完全混合后，混合水中SS允许增加量（mg/L）；
q——排入水体的污水流量（m³/s）；
b——污水排入河流前，河流中原有SS的浓度（mg/L）；
Q——河流95%保证率的最小月平均流量（m³/s）。
（2）求SS的处理程度：
2.4.2BOD5的去除率：
（1）求由污水排放口处流至20km处之时间
式中
x——由污水排放口至计算断面的距离（km）；
v——河水平均流速（m/s）。
（2）校核
按河流中的最高允许浓度，计算污水的处理程度：
按河水与污水皆为15℃计算。
求水温为15℃时的常数：
式中
——排放污水中的允许浓度（mg/L）；
——河流中原有的浓度（mg/L）；
——水质标准中河水的最高允许浓度（mg/L）。
将15℃的转换为20℃的数值：
20℃的为：
的处理程度为：
（3）根据以上计算，可确定污水的处理程度：
1）悬浮物SS的处理程度为91.28%。
2）按河流中的最高允许浓度计算的污水处理程度为90.79%。
2.5设计方案选择
2.5.1污水处理工艺的选择
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。
对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：
氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。
（1）氧化沟
严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。
但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。
按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。
连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。
奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。
连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。
交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。
交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。
氧化沟具有以下特点：
1）工艺流程简单，运行管理方便。
氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。
有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。
2）运行稳定，处理效果好。
氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。
3）能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。
这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。
4）污泥量少、性质稳定。
由于氧化沟泥龄长。
一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定,所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。
5）可以除磷脱氮。
可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。
但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。
（2）A2/O
A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。
A2/O工艺的特点：
1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；
2）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。
3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。
4）污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。
（3）SBR
SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。
可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。
SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。
SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。
SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。
SBR工艺具有以下特点：
1）SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。
SBR工艺只有一个反应器，
2）不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，
3）因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，
4）节省用地。
由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。
这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。
5）处理效果好。
SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的（尽管是处于完全混合状态中），随时间的延续而逐渐降低。
反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。
6）有很好的除磷脱氮效果。
SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。
7）污泥沉降性能好。
SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。
同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
8）SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
其中改进工艺包括了ASBR，它是在20世纪90年代,由美国Dague教授等将过去用于好氧生物处理的SBR工艺用于厌氧生物处理,开发了厌氧序批式活性污泥法（AnaerobicSequencingBatchReactor,简称ASBR）。
ASBR法是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺,一个完整的运行操作周期按次序分为进水、反应、沉淀和排水4个阶段。
与连续流厌氧反应器相比,ASBR具有如下优点:
不会产生断流和短流;不需大阻力配水系统,减少了系统能耗;不需要二次沉淀池及出水回流;所需要的搅拌设备和滗水器在国内为定型设备,便于建设运行;运行灵活,抗冲击能力强,能适应废水间歇无规律排放。
根据该地区污水水质特征，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，CODCr和SS，本设计采用传统活性污泥法生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。
2.5.2构筑物说明
近、远期所设处理构筑物有粗、细格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、接触池、浓缩池、消化池、脱水机械。
（1）格栅：
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安
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